CN113206702B - 光缆故障检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光缆检测技术领域，是一种光缆故障检测装置及其检测方法，其前者包括第一光时域反射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头、第一信号接收处理单元、第二信号接收处理单元、第二光时域反射仪、数据分析单元和信号处理单元；第一光时域发射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头依次连接在一起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过比较光纤接头前侧散射电平的测量值和光纤接头后侧背向散射电平的测量值来对光纤接头的损耗进行测量，获得光纤接头损耗，防止出现光纤接头后侧的光纤接头的散射系数高，光纤接头后侧的背向散射电平大于光纤接头前侧的散射电平，抵消了光纤接头的损耗，引起误差的问题。

Description

光缆故障检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及光缆检测技术领域，是一种光缆故障检测装置及其检测方法。

背景技术

对于远距离长途光缆的检测目前一般通过光缆检测系统进行，即采用检测光源或光时域反射仪加光开关进行检测，检测光缆长度约为100km～150km，光缆检测系统能在光缆出现传输故障前及时告警，出现故障时及时分析故障的原因。

光缆施工、维护及监测中需要用到光时域反射仪，光时域反射仪在进行光纤接头的检测时，由于光纤接头后侧的光纤散射系数高，使得光纤接头后侧的背向散射电平大于光纤接头前的散射电平，从而抵消了光纤接头的损耗，导致误差出现，通过光时域反射仪进行光纤接头检测时，无法对光纤接头的接头损耗进行检测，从而使得光纤接头的损耗导致光纤接头的检测出现误差。

发明内容

本发明提供了一种光缆故障检测装置及其检测方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有使用光时域反射仪在进行光纤接头的检测时存在的无法对光纤接头的接头损耗进行检测，使得光纤接头的损耗导致光纤接头的检测出现误差的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种光缆故障检测装置，包括第一光时域反射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头、第一信号接收处理单元、第二信号接收处理单元、第二光时域反射仪、数据分析单元和信号处理单元；第一光时域发射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头依次连接在一起，第一信号接收处理单元分别与控制单元和光纤接头连接，第二光时域反射仪分别与光纤接头、第二信号接收处理单元和控制单元连接，第二信号接收处理单元与光纤接头连接，信号处理单元分别与信号发送单元和光纤接头连接，数据分析单元与控制单元连接。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一信号接收处理单元可包括第一光信号接收器和第一处理器，第一光信号接收器分别与光纤接头和第一处理器连接，第一处理器与控制单元连接。

上述第二信号接收处理单元可包括第二光信号接收器和第二处理器，第二光信号接收器分别与光纤接头和第二处理器连接，第二处理器与第二光时域反射仪连接。

上述信号处理单元可包括环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元，环形器分别与信号发送单元和光纤接头连接，环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元依次连接在一起。

上述信号合并检测单元可包括合波器、第一分光器和第一检测口，合波器、第一分光器和第一检测口依次连接在一起，合波器分别与环形器和信号发送检测单元连接。

上述信号发送检测单元可包括信号发送模块、第二分光器、第一波分复用器、第二波分复用器和第二检测口，信号发送模块、第二分光器、第二波分复用器和第二检测口依次连接在一起，第一波分复用器分别与第二分光器和合波器连接。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种光缆故障检测方法，包括对第一光时域反射仪和第二光时域反射仪进行选择，a、若第一光时域反射仪输出信号，第二光时域反射仪关闭，则进行光缆损坏检测，包括：

第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元发出探测光至信号处理单元；

信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头；

第一信号接收处理单元通过光纤接头接收合并光信号，并将合并光信号转换为数字信号输出至控制单元；

控制单元输出数字信号至数据分析单元，数据分析单元将数字信号与数据单元内存储的数据进行匹配，若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据一致，则数据分析单元输出匹配成功的信号至控制单元；若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据不一致，则数据分析单元输出匹配失败的信号至控制单元，控制单元输出匹配失败的信号至第一光时域反射仪；

b、若第一光时域反射仪和第二光时域反射仪同时输出信号，则进行光缆损耗检测，包括：

第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元输出光突波至光纤接头前侧，同时第二光时域反射仪输出光突波至光纤接头后侧；

光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元；其中数字信号一为光纤接头前侧散射电平的测量值；

光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元；其中数字信号二为光纤接头后侧背向散射电平的测量值；

控制单元将数字信号一和数字信号二均输出至数据分析单元，数据分析单元对数字信号一和数字信号二进行计算取得平均值。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头，可包括：

环形器接收探测光，并将探测光输出至合波器；

信号发送模块输出信号光，并将信号光输出至第二分光器；

第二分光器将信号光分为两路，其中一路信号光输出至第一波分复用器，第一波分复用器将接收到的信号光输出至合波器；另一路信号光输出至第二波分复用器，第二波分复用器将接收到的信号光输出至第二检测口；

合波器将接收到的信号光和探测光合并为合并光，并将合并光输出至环形器，环形器将合并光输出至光纤接头。

上述光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元，可包括：

第一信号接收器接收光纤接头前侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第一处理器，第一处理器将光突波信号转换为数字信号一，并输出至控制单元。

上述光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元，可包括：

第二信号接收器接收光纤接头后侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第二处理器，第二处理器将光突波信号转换为数字信号二输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过比较光纤接头前侧散射电平的测量值和光纤接头后侧背向散射电平的测量值来对光纤接头的损耗进行测量，由此通过光纤接头的两端分别对该光纤接头进行测试，数据分析单元对光纤接头前侧散射电平的测量值和光纤接头后侧背向散射电平的测量值进行计算取得平均值，由此获得光纤接头损耗，防止出现光纤接头后侧的光纤接头的散射系数高，光纤接头后侧的背向散射电平大于光纤接头前侧的散射电平，抵消了光纤接头的损耗，引起误差的问题。

附图说明

附图1为本发明实施例一的电路结构示意图。

附图2为本发明实施例二的方法流程图。

附图3为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图1所示，该光缆故障检测装置包括第一光时域反射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头、第一信号接收处理单元、第二信号接收处理单元、第二光时域反射仪、数据分析单元和信号处理单元；第一光时域发射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头依次连接在一起，第一信号接收处理单元分别与控制单元和光纤接头连接，第二光时域反射仪分别与光纤接头、第二信号接收处理单元和控制单元连接，第二信号接收处理单元与光纤接头连接，信号处理单元分别与信号发送单元和光纤接头连接，数据分析单元与控制单元连接。

上述第一光时域反射仪为现有公知技术，用于输出信号至控制单元，并根据控制单元输出的信号得到光缆损坏点的位置；第二光时域反射仪为现有公知技术，其主要作用有：1、输出光突波信号至光纤接头；2、接收第二信号接收处理单元输出的数字信号二，并将数字信号二输出至控制单元。

上述信号发送单元为现有公知技术，其主要作用有：1、用于接收控制单元输出的信号，并输出探测光至信号处理单元；2、用于接收控制单元输出的信号，并输出光突波信号至光纤接头。

上述控制单元为现有公知技术，其主要作用有：1、接收第一光时域反射仪的信号，并将信号输出至信号发送单元；2、接收第一信号接收处理单元输出的数字信号一，并将接收到的数字信号一输出至数据分析单元；3、接收第二光时域反射仪输出的数字信号二，并将接收到的数字信号二输出至数据分析单元；4、接收数据分析单元输出的信号，并将信号输出至第一光时域反射仪。

测试时，对第一光时域反射仪和第二光时域反射仪进行选择，具体过程如下：

1、若第一光时域反射仪输出信号，第二光时域反射仪关闭，则第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元接收信号并控制信号发送单元输出探测光至信号处理单元，信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光进行合并后将合并光输出至光纤接头，光纤接头将合并光输出至第一信号接收处理单元，第一信号接收处理单元将合并光信号转换为数字信号输出至控制单元，控制单元将接收到的数字信号输出至数据分析单元，数据分析单元将接收到的数字信号与数据分析单元内存储的数字信号进行匹配，若数据分析单元匹配出接收到的数字信号与数据分析单元内存储的数字信号一致，则数据分析单元输出匹配成功的信号至控制单元；若数据分析单元匹配出接收到的数字信号与数据分析单元内存储的数字信号不一致，则数据分析单元输出匹配失败的信号至控制单元，控制单元输出匹配失败的信号至第一光时域反射仪，第一光时域发射仪由此得到光缆损坏点的位置；

2、若第一光时域反射仪和第二光时域反射仪同时输出信号，则第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元接收信号并控制信号发送单元输出光突波至光纤接头，光纤接头将光突波信号输出至第一信号接收处理单元，第一信号接收处理单元将光突波信号转变为数字信号一输出至控制单元，其中数字信号一为光纤接头前侧散射电平的测量值；同时第二光时域反射仪输出光突波至光纤接头，光纤接头将光突波输出至第二信号接收处理单元，第二信号接收处理单元将光突波信号转变为数字信号二输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元，其中数字信号二为光纤接头后侧背向散射电平的测量值；控制单元将数字信号一和数字信号二均输出至数据分析单元，数据分析单元对数字信号一和数字信号二进行计算取得平均值，此平均值即为光纤接头的损耗。

综上本发明通过比较光纤接头前侧散射电平的测量值和光纤接头后侧背向散射电平的测量值来对光纤接头的损耗进行测量，由此通过光纤接头的两端分别对该光纤接头进行测试，数据分析单元对光纤接头前侧散射电平的测量值和光纤接头后侧背向散射电平的测量值进行计算取得平均值，由此获得光纤接头损耗，防止出现光纤接头后侧的光纤接头的散射系数高，光纤接头后侧的背向散射电平大于光纤接头前侧的散射电平，抵消了光纤接头的损耗，引起误差的问题。

可根据实际需要，对上述光缆故障检测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，第一信号接收处理单元包括第一光信号接收器和第一处理器，第一光信号接收器分别与光纤接头和第一处理器连接，第一处理器与控制单元连接。

上述第一光信号接收器为现有公知技术，用于接收光纤接头输出的光突波信号或合并光信号，并将光突波信号或合并光信号输出至第一处理器；第一处理器为现有公知技术，用于将接收到的光突波信号或合并光信号转换为数字信号一或数字信号输出至控制单元。

如附图1所示，第二信号接收处理单元包括第二光信号接收器和第二处理器，第二光信号接收器分别与光纤接头和第二处理器连接，第二处理器与第二光时域反射仪连接。

上述第二光信号接收器为现有公知技术，用于接收光纤接头输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第二处理器；第二处理器为现有公知技术，用于将接收到的光突波信号转换为数字信号二输出至第二光时域反射仪。

如附图1所示，信号处理单元包括环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元，环形器分别与信号发送单元和光纤接头连接，环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元依次连接在一起。

上述环形器为现有公知技术，用于接收信号发送单元输出的探测光信号，以及信号合并检测单元输出的合并光信号，并将合并光信号输出至光纤接头。

如附图1所示，信号合并检测单元包括合波器、第一分光器和第一检测口，合波器、第一分光器和第一检测口依次连接在一起，合波器分别与环形器和信号发送检测单元连接。

上述合波器为现有公知技术，用于接收环形器输出的探测光信号以及信号发送检测单元输出的信号光信号，并将探测光信号和信号光信号合并为合并光信号输出至环形器；第一分光器为现有公知技术，用于对合并光信号进行分光，并将分光之后的一路合并光信号输出至第一检测口，通过第一检测口进行光功率检测。

如附图1所示，信号发送检测单元包括信号发送模块、第二分光器、第一波分复用器、第二波分复用器和第二检测口，信号发送模块、第二分光器、第二波分复用器和第二检测口依次连接在一起，第一波分复用器分别与第二分光器和合波器连接。

上述信号发送模块为现有公知技术，用于输出信号光信号至第二分光器；第二分光器为现有公知技术，用于将接收到的信号光信号进行分光，其中一路信号光光束输出至第一波分复用器，另一路信号光光束输出至第二波分复用器；第一波分复用器用于将接收到的信号光信号进行合束，并将合束之后的信号光信号输出至合波器；第二波分复用器用于将接收到的信号光信号进行合束，并将合束之后的信号光信号输出至第二检测口，通过第二检测口对第二波分复用器输出的信号光信号进行光功率检测。

实施例二：如附图2所示，一种光缆故障检测方法，包括：

S101，对第一光时域反射仪和第二光时域反射仪进行选择；

S102，若第一光时域反射仪输出信号，第二光时域反射仪关闭，则进行光缆损坏检测，包括：

a，第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元发出探测光至信号处理单元；

b，信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头；

c，第一信号接收处理单元通过光纤接头接收合并光信号，并将合并光信号转换为数字信号输出至控制单元；

d，控制单元输出数字信号至数据分析单元，数据分析单元将数字信号与数据单元内存储的数据进行匹配，若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据一致，则数据分析单元输出匹配成功的信号至控制单元；若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据不一致，则数据分析单元输出匹配失败的信号至控制单元，控制单元输出匹配失败的信号至第一光时域反射仪；

S103，若第一光时域反射仪和第二光时域反射仪同时输出信号，则进行光缆损耗检测，包括：

a，第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元输出光突波至光纤接头前侧，同时第二光时域反射仪输出光突波至光纤接头后侧；

b，光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元；其中数字信号一为光纤接头前侧散射电平的测量值；

c，光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元；其中数字信号二为光纤接头后侧背向散射电平的测量值；

d，控制单元将数字信号一和数字信号二均输出至数据分析单元，数据分析单元对数字信号一和数字信号二进行计算取得平均值。

可根据实际需要，对上述光缆故障检测方法作进一步优化或/和改进：

如附图3所示，信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头，包括：

S201，环形器接收探测光，并将探测光输出至合波器；

S202，信号发送模块输出信号光，并将信号光输出至第二分光器；

S203，第二分光器将信号光分为两路，其中一路信号光输出至第一波分复用器，第一波分复用器将接收到的信号光输出至合波器；另一路信号光输出至第二波分复用器，第二波分复用器将接收到的信号光输出至第二检测口；

S204，合波器将接收到的信号光和探测光合并为合并光，并将合并光输出至环形器，环形器将合并光输出至光纤接头。

如附图2所示，光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元，包括：第一信号接收器接收光纤接头前侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第一处理器，第一处理器将光突波信号转换为数字信号一，并输出至控制单元。

如附图2所示，光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元，包括：第二信号接收器接收光纤接头后侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第二处理器，第二处理器将光突波信号转换为数字信号二输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种光缆故障检测装置，其特征在于包括第一光时域反射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头、第一信号接收处理单元、第二信号接收处理单元、第二光时域反射仪、数据分析单元和信号处理单元；第一光时域发射仪、控制单元、信号发送单元、光纤接头依次连接在一起，第一信号接收处理单元分别与控制单元和光纤接头连接，第二光时域反射仪分别与光纤接头、第二信号接收处理单元和控制单元连接，第二信号接收处理单元与光纤接头连接，信号处理单元分别与信号发送单元和光纤接头连接，数据分析单元与控制单元连接；

对第一光时域反射仪和第二光时域反射仪进行选择；

若第一光时域反射仪输出信号，第二光时域反射仪关闭，则进行光缆损坏检测，包括：

a，第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元发出探测光至信号处理单元；

b，信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头；

c，第一信号接收处理单元通过光纤接头接收合并光信号，并将合并光信号转换为数字信号输出至控制单元；

d，控制单元输出数字信号至数据分析单元，数据分析单元将数字信号与数据单元内存储的数据进行匹配，若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据一致，则数据分析单元输出匹配成功的信号至控制单元；若数据分析单元匹配出接收到的数据与数据分析单元内存储的数据不一致，则数据分析单元输出匹配失败的信号至控制单元，控制单元输出匹配失败的信号至第一光时域反射仪；

若第一光时域反射仪和第二光时域反射仪同时输出信号，则进行光缆损耗检测，包括：

a，第一光时域反射仪输出信号至控制单元，控制单元控制信号发送单元输出光突波至光纤接头前侧，同时第二光时域反射仪输出光突波至光纤接头后侧；

b，光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元；其中数字信号一为光纤接头前侧散射电平的测量值；

c，光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元；其中数字信号二为光纤接头后侧背向散射电平的测量值；

d，控制单元将数字信号一和数字信号二均输出至数据分析单元，数据分析单元对数字信号一和数字信号二进行计算取得平均值。

2.根据权利要求1所述的光缆故障检测装置，其特征在于第一信号接收处理单元包括第一光信号接收器和第一处理器，第一光信号接收器分别与光纤接头和第一处理器连接，第一处理器与控制单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的光缆故障检测装置，其特征在于第二信号接收处理单元包括第二光信号接收器和第二处理器，第二光信号接收器分别与光纤接头和第二处理器连接，第二处理器与第二光时域反射仪连接。

4.根据权利要求1所述的光缆故障检测装置，其特征在于信号处理单元包括环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元，环形器分别与信号发送单元和光纤接头连接，环形器、信号合并检测单元和信号发送检测单元依次连接在一起。

5.根据权利要求4所述的光缆故障检测装置，其特征在于信号合并检测单元包括合波器、第一分光器和第一检测口，合波器、第一分光器和第一检测口依次连接在一起，合波器分别与环形器和信号发送检测单元连接。

6.根据权利要求5所述的光缆故障检测装置，其特征在于信号发送检测单元包括信号发送模块、第二分光器、第一波分复用器、第二波分复用器和第二检测口，信号发送模块、第二分光器、第二波分复用器和第二检测口依次连接在一起，第一波分复用器分别与第二分光器和合波器连接。

7.根据权利要求1所述的光缆故障检测装置，其特征在于所述信号处理单元将接收到的探测光与信号处理单元内的信号光合并为合并光输出至光纤接头，包括：

环形器接收探测光，并将探测光输出至合波器；

信号发送模块输出信号光，并将信号光输出至第二分光器；

第二分光器将信号光分为两路，其中一路信号光输出至第一波分复用器，第一波分复用器将接收到的信号光输出至合波器；另一路信号光输出至第二波分复用器，第二波分复用器将接收到的信号光输出至第二检测口；

合波器将接收到的信号光和探测光合并为合并光，并将合并光输出至环形器，环形器将合并光输出至光纤接头。

8.根据权利要求1所述的光缆故障检测装置，其特征在于所述光纤接头将光纤接头前侧接收到的光突波信号输出至第一信号接收处理单元转换为数字信号一，并输出至控制单元，包括：

第一信号接收器接收光纤接头前侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第一处理器，第一处理器将光突波信号转换为数字信号一，并输出至控制单元。

9.根据权利要求1所述的光缆故障检测装置，其特征在于所述光纤接头将光纤接头后侧接收到的光突波信号输出至第二信号接收处理单元转换为数字信号二，并输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元，包括：

第二信号接收器接收光纤接头后侧输出的光突波信号，并将光突波信号输出至第二处理器，第二处理器将光突波信号转换为数字信号二输出至第二光时域反射仪，第二光时域反射仪将数字信号二输出至控制单元。